PQHTS-MIEL

El objetivo principal del proyecto es el diseño, implementación y evaluación experimental de un demostrador tecnológico basado en matrices de sensores de microbalanza de cuarzo de alta resolución para aplicaciones de High-Throughput Screening (HTS) en la detección de residuos de antibióticos y pesticidas en mieles. El control de la presencia de residuos químicos es esencial en la comercialización de miel para garantizar la seguridad del consumidor. En la actualidad, esta tarea no está completamente resuelta. Si bien existen equipos basados en técnicas analíticas que alcanzan los límites de detección (LOD) requeridos, tal es el caso de las técnicas basadas en cromatografía de líquidos (HPLC), tienen algunos inconvenientes que los hacen poco indicados para su implantación in-situ en una industria de envasado de mieles. Se trata de técnicas en general costosas, que requieren un tiempo considerable y de personal altamente cualificado. Hay otras soluciones en el mercado basadas en técnicas que, aunque son más rápidas y no precisan de personal tan cualificado, no alcanzan los LODs requeridos. Existe, por tanto, la necesidad de proponer técnicas de medida alternativas y/o complementarias que sean rápidas, sencillas de manejar, de bajo coste y que alcancen los LODs requeridos. Esta necesidad detectada en el sector de las industrias de envasado de mieles encaja perfectamente uno de los retos de la sociedad definidos por el programa de investigación nacional: «Seguridad, calidad alimentaria, actividad agraria sostenible y productiva, sostenibilidad de recursos naturales, investigación marina y marítima». La base de la tecnología que se utiliza en este proyecto ya ha sido testeada previamente para la detección de plaguicidas en aguas y en zumos de frutas, y ha demostrado reunir las características de sensibilidad, selectividad, sencillez de manejo y bajo coste. Los requerimientos de alta sensibilidad y selectividad se consiguen empleando inmunosensores piezoeléctricos basados en el reconocimiento antígeno-anticuerpo. Sin embargo, uno de los retos pendientes que quedan por resolver de esta tecnología, es su capacidad para detectar simultáneamente un gran número de compuestos. Con la resolución de este reto se conseguiría un elevado ahorro de tiempo en una aplicación como la que se plantea en este proyecto. Este es el principal reto que se pretende resolver en este proyecto. Para demostrar la consecución del mismo, se ha planificado la detección simultánea de 3 antibióticos y 2 plaguicidas de las familias de organofosforados y organoclorados. El demostrador obtenido como resultado, es el paso previo para el diseño de un prototipo que pueda ser utilizado in-situ en la industria de envasado de miel. La transferencia tecnológica de los resultados alcanzados con este proyecto, permite cubrir la importante deficiencia existente en las empresas del sector que necesitan disponer de técnicas simples, rápidas y fiables que alcancen los límites de detección requeridos. Es importante destacar, que el demostrador desarrollado en este proyecto puede adaptarse también a aplicaciones en otros ámbitos incluidos como retos en la presente convocatoria, tal es el caso de contaminantes en aguas marinas, donde también existe la necesidad de soluciones tecnológicas como la que se pretende desarrollar en este proyecto.

• Resultado 1: Se ha desarrollado un inmunosensor HFF-QCM que permite la cuantificación de residuos del pesticida Carbaril en miel por debajo de niveles establecidos por la actual legislación europea (MRL = 50 ppb). Los resultados obtenidos en el proyecto muestran que la técnica de medida basada en inmunosensores HFFQCM es muy exacta, pero poco precisa. De este modo, se alcanzan los valores de exactitud requeridos por el estándar SANCO, pero no los de precisión. Por tanto, se establece como reto mejorar la precisión de esta técnica.
• Resultado 2: Los resultados obtenidos en el proyecto muestran que la tecnología HFF-QCM puede ser considerara una alternativa seria a las técnicas de cuantificación de pesticidas en miel actuales, ya que alcanza límites de detección y cuantificación cercanos a los conseguidos mediante cromatografía de gases (LC-MS/MS), pero sin la necesidad un complejo pretratamiento de la muestra.
• Resultado 3: Se ha diseñado y fabricado un “cartridge” basado en sensores HFF-QCM para aplicaciones High-Throughput Screening (HTS) en la detección de residuos de antibióticos y pesticidas en miel. El cartridge está compuesto por tres elementos: un array de 24 sensores HFF-QCM, una PCB de contactos y una capa de microfluídica. Se han definido y se han puesto a punto diversos montajes experimentales que facilitan la fabricación de los prototipos, así como su testeo y evaluación. Finalmente, se han realizado medidas de caracterización de espectros de admitancia, y de los parámetros de scattering, para los diversos prototipos de las diferentes fases del cartridge.
• Líneas actuales de trabajo: Actualmente, el cartridge e inmunosensor diseñados están siendo testeados. También se encuentra en fase es estudio el desarrollo de un inmunosensor para la detección de los antibióticos: tetraciclinas y sulfamidas.